画像形成装置
【課題】中間転写ベルトの微少な凹凸に入り込んでしまっていたトナー粒子をこのクリーニング可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】中間転写ベルト７０上の二次転写ユニット８０上流側には、キャリア液塗布機構９０が設けられており、クリーニング動作時に、このキャリア液塗布機構から中間転写ベルト７０にキャリア液が塗布される。二次転写ローラ８１は、クリーニング動作時に中間転写ベルト７０と速度差をつけて回転するように構成されている。さらに、クリーニング動作時には、中間転写ベルト７０から二次転写ローラ８１へトナー粒子が移動する極性のバイアスを印加する。
【解決手段】中間転写ベルト７０上の二次転写ユニット８０上流側には、キャリア液塗布機構９０が設けられており、クリーニング動作時に、このキャリア液塗布機構から中間転写ベルト７０にキャリア液が塗布される。二次転写ローラ８１は、クリーニング動作時に中間転写ベルト７０と速度差をつけて回転するように構成されている。さらに、クリーニング動作時には、中間転写ベルト７０から二次転写ローラ８１へトナー粒子が移動する極性のバイアスを印加する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンオイル、鉱物油又は食用油等からなるキャリア液にトナーを分散させた液体トナーにより感光体上に形成された静電潜像を現像する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリコンオイル、鉱物油又は食用油等からなるキャリア液にトナーを分散させた高粘度の液体トナーを用いた液体現像方式の電子写真装置が知られている。乾式のトナー粒子の粒径が５〜１０μｍであるのに対して、このような液体現像方式の電子写真で用いるトナー粒子の粒径は、０．１〜３μｍと小さく、弾性を有する中間転写体を用いるような場合は、その凹部に入り込んでしまうことがある。液体現像方式の電子写真装置では、このように凹部に入り込んでしまったトナー粒子をクリーニングすることが一つの技術的な課題として挙げられる。図７に、弾性を有する中間転写体表面１０１の微少な凹部に、キャリア液１０３と共に、粒径の小さなトナー粒子１０２が入り込んでしまった様子が示されている。
【０００３】
このような技術的課題を解決するための手段として特許文献１（特開２００１−１０９３４６号公報）には、キャリア液にトナーが分散されてなる液体現像剤により現像された顕像を担持する像担持体と、該像担持体上の顕像が被転写体に転写された後の像担持体表面から残留液体現像剤を除去して該表面をクリーニングするクリーニング部材とを備えた湿式画像形成装置において、上記クリーニング部材を、上記像担持体表面の上記残留液体現像剤中のトナーに対して、該表面と該トナーとの付着力より大きい付着力を有する部材で構成し、該クリーニング部材を、該トナーが付着した該表面と接触するように配置したことを特徴とする湿式画像形成装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−１０９３４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載されているような湿式画像形成装置においては、クリーニング部材とトナーとの付着力をより大きくするために、クリーニング部材に粘着剤を塗布しているが、このような粘着剤が像担持体表面側に移動してしまい、この粘着剤が像担持体表面上でトナー粒子を吸着してしまい、画質劣化の原因となることがある。
【０００５】
そこで、粘着剤を用いないクリーニング部材として、ゴム製（例えばウレタンゴム）のブレード等を用いることも考えられるが、特許文献１の公知例にもあるように像担持体表面の凹部に入り込んでしまったトナーは、ゴム製ブレードを単に像担持体表面に押し当てただけでは、回収が非常に困難である。そして、回収されずに像担持体表面に残留したトナー粒子は、像担持体に徐々に蓄積していき、部分的な転写不良を引き越し、画質悪化の原因となる。特に用紙への転写性を良好とするために、像担持体として、低硬度の弾性層を設けた転写ベルトを用いる場合では、その表面をトナーの粒径に対して十分に平滑に保つことが難しいため、この課題が顕著である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためのもので、請求項１に係る発明は、キャリア液にトナーを分散した液体トナーにより感光体上に形成された静電潜像を現像する現像手段と、該感光体上に現像された像を中間転写媒体に転写する一次転写手段と、該中間転写媒体に転写された像を記録媒体に転写する二次転写手段と、該記録媒体に転写された像を加熱加圧し該記録媒体上に定着する定着手段と、を有し、該二次転写手段を、該中間転写媒体と対向して該記録媒体を押圧する二次転写ローラとから構成した画像形成装置において、該中間転写媒体にキャリア液を塗布するキャリア液塗布機構と、該中間転写媒体から該二次転写ローラへトナーを移動させるバイアスを印加する手段と、該中間転写媒体と該二次転写ローラとを速度差をつけて回転させる手段と、を設けたことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、該二次転写ローラは、該中間転写媒体を押圧する圧力を変更することができる圧力変更機構が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に係る発明は、請求項２に記載の画像形成装置において、クリーニング動作時に、該圧力変更機構によって、該中間転写媒体を押圧する圧力を低くすることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置において、該感光体を該キャリア液塗布機構として利用することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項５に係る発明は、請求項４に記載の画像形成装置において、該圧力変更機構を動作させるのは、印刷開始前の予備ランニング中であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の請求項１に係る発明によれば、キャリア液塗布機構により中間転写媒体上にキャリア液を塗布し、中間転写媒体と二次転写ローラとの間の速度差でずりせん断力を付与することで、中間転写媒体の表面の凹凸が押し広げられ、トナー粒子などが押し出される。さらに二次転写ローラ側にバイアスを印加することで、中間転写媒体上のトナー粒子を二次転写ローラ側に引き寄せてしまうことで、中間転写媒体をクリーニングすることができる。
【００１２】
また、本発明の請求項２に係る発明によれば、圧力変更機構が設けられているので、クリーニングに適した圧力条件を設定することができる。
【００１３】
また、本発明の請求項３に係る発明によれば、クリーニング動作時に、中間転写媒体を押圧する圧力を低く設定されているので、中間転写媒体の劣化を防止することができる。
【００１４】
また、本発明の請求項４に係る発明によれば、感光体を該キャリア液塗布機構として利用するので、キャリア液を塗布するための機構を別に設ける必要がない。
【００１５】
また、本発明の請求項５に係る発明によれば、印刷開始前の予備ランニング中にクリーニング動作が行えるので、クリーニング動作に続いて印刷を開始することで無駄にベルトを回す必要がなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の第１の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置を構成する主要構成要素を示した図である。現像ユニット５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋは、画像形成装置の下部に配置されており、中間転写ベルト７０、二次転写ユニット８０は、画像形成装置の上部に配置されている。
【００１７】
中間転写ベルト７０は、ベルト駆動ローラ８２、８５に張架されたエンドレスのベルトであり、感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋと当接しながら回転駆動される。中間転写ベルト７０、一次転写バックアップローラ６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋ及び感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋとで構成された一次転写ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋにより、中間転写ベルト７０上に４色の液体トナーが順次重ねて転写され、フルカラー液体トナー像が形成される。
【００１８】
二次転写ユニット８０は、二次転写ローラ８１、ベルト駆動ローラ８２、二次転写ローラブレード８３、二次転写ローラクリーニング液回収部８４から成っており、中間転写ベルト７０上に形成された単色液体トナー像やフルカラー液体トナー像を用紙、フィルム、布等の媒体に転写するための装置である。
【００１９】
本発明においては、二次転写ユニット８０上流側にキャリア液塗布機構９０が設けられており、これにより中間転写ベルト７０上にキャリア液を塗布できるようなっている。
【００２０】
不図示の定着ユニットは、用紙等の媒体上に転写された単色液体トナー像やフルカラー液体トナー像を用紙等の媒体に融着させて永久像とするための装置である。
【００２１】
二次転写後の中間転写ベルト７０上に残留したキャリア液、トナー粒子をクリーニングするために、ベルトクリーニングブレード８６がベルト駆動ローラ８５に巻きかけられた中間転写ベルト７０上に当接している。ベルトクリーニング液回収部８７は、ベルトクリーニングブレード８６が掻き落としたキャリア液、トナー粒子を回収するための機構である。
【００２２】
現像ユニット５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋは、それぞれ、イエロー（Ｙ）液体トナー、マゼンタ（Ｍ）液体トナー、シアン（Ｃ）液体トナー、ブラック（Ｋ）液体トナーで潜像を現像する機能を有している。イエロー（Ｙ）液体トナー、マゼンタ（Ｍ）液体トナー、シアン（Ｃ）液体トナー、ブラック（Ｋ）の各液体トナーは、キャリア液に各色のトナーを分散させたものが用いられる。
【００２３】
現像ユニット５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋは、概略、各液体トナーを貯蔵する現像トナー容器５３Ｙ、５３Ｍ、５３Ｃ、５３Ｋ、これら現像トナー容器から各色液体トナーを現像ローラ５４Ｙ、５４Ｍ、５４Ｃ、５４Ｋに供給するトナー供給ローラ５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋ、感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋを帯電する帯電器３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ、帯電された感光体に静電潜像を形成する不図示の露光ユニット（露光ユニットの光路は、４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋ）から成る。
【００２４】
現像ユニット５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋの構成は同様であるので、以下、現像ユニット５０Kについて説明する。
【００２５】
図１に示すように、感光体２０Kの回転方向に沿って、主に帯電ユニット３０K、露光ユニット、一次転写ユニット６０Kが配されている。感光体２０Kは、円筒状の基材とその外周面に形成された感光層を有し、中心軸を中心に回転可能であり、本実施の形態においては、時計回りに回転する。
【００２６】
帯電ユニット３０Kは、感光体２０Kを帯電するための装置である。不図示の露光ユニットからは、光路４０Kでレーザを照射することによって帯電された感光体２０K上に潜像を形成する。露光ユニットは、半導体レーザ、ポリゴンミラー、Ｆ−θレンズ等を有しており、入力された画像信号に基づいて、変調されたレーザを帯電された感光体２０K上に照射する。
【００２７】
現像ユニット５０Kは、感光体２０K上に形成された潜像を、ブラック（K）液体トナーを用いて現像するための装置である。現像ユニット５０Kの詳細については後述する。
【００２８】
一次転写ユニット６０Kは、感光体２０Kに形成されたブラック液体トナー像を中間転写ベルト７０に転写するための装置である。
【００２９】
図２は、現像ユニット５０Ｋの主要構成要素を示した断面図である。図２において、現像トナー容器５３Ｋは、感光体２０Ｋに形成された潜像を現像するための、トナー及びキャリア液からなる液体トナーを収容する。現像トナー容器５３Ｋに収容されている液体トナーは、従来一般的に使用されている、Ｉｓｏｐａｒ（商標：エクソン）をキャリアとした低濃度（１〜２ｗｔ％程度）かつ低粘度の、常温で揮発性を有する揮発性液体トナーではなく、高濃度かつ高粘度の、常温で不揮発性を有する不揮発性液体トナーである。すなわち、本実施の形態に係る液体トナーは、熱可塑性樹脂中へ顔料等の着色剤を分散させた平均粒径１．３μｍの固形子を、有機溶媒、シリコンオイル、鉱物油又は食用油等の液体溶媒中へ分散剤とともに添加し、トナー固形分濃度を約２５％とした高粘度（３０〜１００００ｍＰａ・ｓ程度）の液体トナーである。
【００３０】
現像トナー容器５３Ｋからは、トナー供給ローラ５１Ｋにより、現像ローラ５４Ｋへと液体トナーが供給される。トナー供給ローラ５１Ｋは、円筒状の部材であり、図２の示すように時計回りに回転し、表面に微細且つ一様に螺旋状の溝を形成したアニロックローラである。溝の寸法は、溝ピッチが約１３０μｍ、溝深さが約３０μｍである。
【００３１】
トナー規制ブレード５２Kは、トナー供給ローラ５１Ｋの表面に当接するウレタンゴム等からなるゴム部と、該ゴム部を支持する金属等の板で構成され、トナー供給ローラ５１Ｋに残存する液体トナーを掻き落として除去する。
【００３２】
現像ローラ５４Ｋは、幅約３２０ｍｍの円筒状の部材であり、中心軸を中心に図２に示すように反時計回りに回転する。該現像ローラ５４Ｋは鉄等金属製の内芯の外周部に、導電性ウレタンゴム等の弾性体と樹脂層やゴム層を備えたものである。現像ローラ５４Ｋには、現像ローラブレード５８K、及び現像ローラクリーニング液回収部５９Kが設けられている。この現像ローラブレード５８Kは現像ローラ５４Ｋの表面に当接するゴム等で構成され、現像ローラ５４Ｋに残存する液体トナーを掻き落として除去するためのものである。現像ローラクリーニング液回収部５９Kは現像ローラブレード５８Kが掻き落とした液体トナーを貯留するタンク等の容器である。
【００３３】
均しローラ５５Kは、円筒状の部材であり、中心軸を中心に回転し、金属ローラの表層に導電性の樹脂層やゴム層を備えた構造をしており、その回転方向は、図２に示すように、現像ローラ５４Ｋと反対方向の時計回りである。均しローラは、現像ローラ５４Ｋ表面の帯電バイアスを増加させる手段を有する。均しローラブレード５６Kは均しローラ５５Kの表面に当接するゴム等で構成され、均しローラ５５Kに残存する液体トナーを掻き落として除去するためのものである。均しローラクリーニング液回収部５７Kは均しローラブレード５６Kが掻き落とした液体トナーを貯留するタンク等の容器である。
【００３４】
感光体２０Ｋは、現像ローラ５４Ｋの幅約３２０ｍｍより広く、外周面に感光層が形成された円筒状の部材であり、中心軸を中心に図２に示すように時計回りで回転する。該感光体２０Ｋの感光層は、有機感光体又はアモルファスシリコン感光体等で構成される。
【００３５】
感光体２０Ｋの周囲には、感光体ブレード２１K、感光体クリーニング液回収部２２Kが配されている。感光体ブレード２１Kは、感光体２０Ｋの表面に当接され、ゴム製で、感光体２０Ｋに残存する液体トナーを掻き落として除去する。感光体クリーニング液回収部２２Kは、感光体ブレード２１Kが掻き落とした液体トナーを貯留するタンク等の容器である。
【００３６】
帯電器３０Ｋは、感光体２０Ｋと現像ローラ５４Ｋとのニップ部上流に設けられている。帯電器３０Ｋは、図示しない電源装置から液体トナー帯電極性と同極性のバイアスを印可され、感光体２０Ｋを帯電させる、このように帯電された感光体２０Ｋ上には、不図示の露光ユニットから、レーザ光が照射されることによって、潜像が形成される。形成された潜像は、現像ローラ５４Ｋにより現像され、一次転写ユニット６０Ｋにおいて、中間転写ベルト７０へと転写される。
【００３７】
次に本発明の画像形成装置の動作について説明する。引き続き、現像ユニットに関しては、４つの現像ユニットのうち現像ユニット５０Ｋを例にとり説明する。
【００３８】
現像トナー容器５３Ｋ中の液体トナーは、トナー固形分濃度２５%で、トナー粒子は平均粒径１．３μｍでプラスの電荷を有する。この液体トナーは、トナー供給ローラ５１Ｋが回転することによって、現像トナー容器５３Ｋから汲み上げられる。トナー規制ブレード５２Kは、トナー供給ローラ５１Ｋの表面に当接し、トナー供給ローラ５１Ｋの表面に形成された溝内の現像液を残しその他の余分な現像液を掻き取って、現像ローラ５４Ｋに供給する液体トナー量を規制する。このような規制によって、現像ローラ５４Ｋへ塗布される液体トナーの膜厚が約６μｍとなるように定量化される。トナー規制ブレード５２Kに掻き取られた液体トナーは重力によって現像トナー容器５３Ｋに落下し戻される。トナー規制ブレード５２Kに掻き取られなかった液体トナーは、トナー供給ローラ５１Ｋの表面の凹凸の溝内に収容されており、現像ローラ５４Ｋに圧接することで、現像ローラ５４Ｋの表面に塗布される。
【００３９】
トナー供給ローラ５１Ｋによって液体トナーを塗布された現像ローラ５４Ｋは、トナー供給ローラ５１Ｋとのニップ部下流で均しローラ５５Kに当接する。現像ローラ５４Ｋには約＋４００Ｖのバイアスが印可されており、均しローラ５５Kには、現像ローラ８より高く、液体トナーの帯電極性と同極性のバイアスが印可される。本実施形態では、均しローラ５５Kには、約＋６００Ｖのバイアスが印可されている。このため現像ローラ５４Ｋ上の液体トナー中のトナー粒子は均しローラ５５Kとのニップを通過する際に、現像ローラ５４Ｋ側へ移動する。これによりトナー粒子同士が緩やかに結合され膜化された状態となり、感光体での現像の際、トナー粒子は、現像ローラ５４Ｋから感光体２０Ｋへの移動がすばやくなり、画像濃度が向上する。
【００４０】
感光体２０Ｋはアモルファスシリコン製であり、現像ローラ５４Ｋとのニップ部上流でコロナ帯電器３０Ｋのワイヤに約＋５．５ｋＶを印可することにより表面を約＋６００Ｖに帯電させられた後、露光ユニットにより画像部の電位が＋２５Ｖとなるように潜像が形成される。現像ローラ５４Ｋと感光体２０Ｋとの間に形成される現像ニップ部では、現像ローラ５４Ｋに印加されているバイアス＋４００Ｖと感光体２０Ｋ上の潜像（画像部＋２５Ｖ、非画像部＋６００Ｖ）で形成される電界に従い、選択的にトナー粒子が感光体２０Ｋ上の画像部へと移動する。これにより、感光体２０Ｋ上に画像が形成される。キャリア液は電界の影響を受けないため、現像ローラ５４Ｋと感光体２０Ｋとの現像ニップ部出口で分離して、現像ローラ５４Ｋと感光体２０Ｋとの両方に付着する。
【００４１】
現像ニップ部を通過した感光体２０Ｋは、中間転写ベルト７０とのニップ部を通過し、一次転写が行われる。一次転写バックアップローラ６１Ｋには、トナー粒子の帯電特性と逆極性の約−２００Ｖが印可されており、感光体２０Ｋ上のトナーは中間転写ベルト７０に一次転写され、感光体２０Ｋにはキャリア液のみが残る。感光体２０Ｋ上に残ったキャリア液は、一次転写部下流の感光体ブレード２１Kにより掻き取られ、感光体クリーニング液回収部２２Kで回収される。
【００４２】
一次転写が行われた後の中間転写ベルト７０は次に二次転写ユニット８０へと進み、中間転写ベルト７０と二次転写ローラ８１のニップ部に進入する。二次転写ユニット８０において、二次転写ローラ８１には−１０００Ｖが、また、ベルト駆動ローラ８２は０Ｖに保たれるようにアースに接続されており、これにより中間転写ベルト７０上のトナー粒子の層は用紙等の媒体に転写される。
【００４３】
用紙等の媒体に転写されたトナー画像は、次に不図示の定着ユニットにおいて、媒体上に転写された単色液体トナー像やフルカラー液体トナー像を融着にさせて永久像とする。
（クリーニング動作１）
次に、本発明の第１の実施の形態におけるクリーニング動作について説明する。
【００４４】
発明が解決しようとする課題の欄にも記載したとおり、弾性を有する中間転写ベルト７０を用いる場合は、トナー粒子が中間転写ベルト７０の微少な凹部に入り込んでしまうことがある。このことを解決するために、本実施の形態においては、まずキャリア液塗布機構９０により、キャリア液を中間転写ベルト７０上に塗布する。
【００４５】
なお、中間転写ベルト７０は、８０μｍのポリイミド基材の上にウレタンゴム弾性層２００μｍで総厚みが２８０μｍのものが用いられている。また、中間転写ベルト７０は、表面粗さ２．９μｍ、体積抵抗８．２×１０９Ω・ｃｍ、比誘電率４．０である。
【００４６】
図３は、本発明の第１の実施の形態に係るキャリア液塗布機構９０の詳細構成を示す図である。図示のように、二次転写ローラ８１の上流にキャリア液塗布機構９０が配置されており、このキャリア液塗布機構９０は、中間転写ベルト７０に当接してキャリア液を塗布するキャリア液塗布ローラ９１及びキャリア液塗布バックアップローラ９２及びキャリア液を溜めておくキャリア液貯蔵部９６、キャリア液貯蔵部９６からキャリア液塗布ローラ９１にキャリア液を供給するキャリア液供給ローラ９３、中間転写ベルト７０へのキャリア液塗布量を調節するキャリア液供給ローラブレード９４からなる。
【００４７】
通常状態では、キャリア液塗布ローラ９１は、中間転写ベルト７０から離間させているが、中間転写ベルト７０のクリーニングを行う際に中間転写ベルト７０に当接させてキャリア液を塗布する。中間転写ベルト７０へのキャリア液の塗布量は、キャリア液の厚さで２μｍ〜２０μｍ程度とする。これは、２μｍ以下のキャリア液量では、キャリア液の量が少なすぎて、ベルトに付着した汚れが拡散しにくく、また、２０μｍ以上のキャリア液量では、キャリア液中への汚れの拡散効果は上がらず、キャリア液の無駄遣いとなってしまうことに依る。本実施の形態では、中間転写ベルト７０へのキャリア液の塗布量は、キャリア液の厚さで５μｍとした。
【００４８】
本発明では、キャリア液塗布機構９０により中間転写ベルト７０上をキャリア液リッチとしておき、二次転写ローラ８１によるずりせん断力を加え、中間転写ベルト７０の微少な凹凸を変形させ、さらに二次転写ローラ８１側にバイアスを印加することで、中間転写ベルト７０の微少な凹部に入り込んでしまったトナー粒子を二次転写ローラ８１側に引き寄せてしまうことで、中間転写ベルト７０上をクリーニングする。より詳しくは、以下のように各部を動作させる。
【００４９】
通常の画像形成装置の動作時においては、二次転写ローラ８１は中間転写ベルト７０と等速で連れ周りするようにしている。また、二次転写ローラ８１と中間転写ベルト７０との間のニップの当接圧力は０．８ｋｇｆ／ｃｍに設定している。
【００５０】
一方、クリーニング動作時においては、キャリア液が塗布された中間転写ベルト７０が、二次転写ユニット８０に到達する前に、二次転写ローラ８１の速度を通常の速度から、１．５倍速へと変更して駆動させる。このとき、二次転写ローラ８１の回転方向および当接圧力は通常印刷時と同じように設定する。また、同時に、二次転写ローラ８１に−１０００Ｖを印加する。
【００５１】
なお、中間転写ベルト７０と二次転写ローラ８１の速度の速度差は、５０〜６００ｍｍ／ｓの範囲が望ましい。これは、５０ｍｍ／ｓ以下ではずりせん断力が弱くクリーニング効果が得られず、６００ｍｍ／ｓ以上ではずりせん断力が大きすぎて、弾性中間転写体の劣化が起こるためである。
【００５２】
このようにすることで、中間転写ベルト７０に付着したトナー粒子は、二次転写部のニップでの、二次転写ローラ８１によるずりせん断で中間転写ベルト７０表面の凹凸が変形されることで凹部から剥ぎ取られ、さらに二次転写ローラ８１側へ移動する。また、二次転写ローラ８１の方が中間転写ベルト７０よりも速く回ることで、中間転写ベルト７０側に付着するキャリア液量と二次転写ローラ８１側に付着するキャリア液量とでは、後者の方が多くなり、よりクリーニング効果が上がる。
【００５３】
二次転写ローラ８１側で回収されたキャリア液とトナー粒子は、二次転写ローラブレード８３で掻き落とされ、二次転写ローラクリーニング液回収部８４に回収される。
【００５４】
このようなクリーニング動作は、画像形成に影響しない任意のタイミングで行うことができる。
【００５５】
また、キャリア液塗布機構９０によるキャリア液の塗布時間は任意に設定できるが、中間転写ベルト７０一周分を一度のクリーニング動作で行うことが好ましい。これは、中間転写ベルト７０上に未クリーニング部分ができてしまうことにより、クリーニング部分との差が紙上の画像に現れることを防止するためである。
【００５６】
図４に変形例として、二次転写ローラ８１の回転を通常の印刷動作時とは反対の方向で回転させる場合を図示する。二次転写ローラ８１の回転を、このように逆回転することで、大きなずりせん断力が得られやすくなり、また、二次転写ローラ８１側へ移動するキャリア液量もより多くなるので、クリーニング効果が高くなる。この変形例においては、二次転写ローラブレード８８は、二次転写ローラクリーニング液回収部８９は、二次転写ローラ８１下方に設けられている。
（クリーニング動作２）
次に、本発明の第２の実施の形態におけるクリーニング動作を図５を参照しつ説明する。図５は、本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置を構成する主要構成要素を示す図である。この実施の形態では、感光体２０からキャリア液を中間転写ベルト７０上に塗布する構成とすることにより、キャリア液塗布機構９０を設けることを省略する。このとき、キャリア液を供給するための感光体２０は、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋのどの感光体を用いても構わないので、特に限定するような表記を避ける。このように第２の実施の形態では、感光体をキャリア液塗布機構として利用するので、キャリア液を塗布するための機構を別に設ける必要がない。
【００５７】
なお、中間転写ベルト７０は、８０μｍのポリイミド基材の上にウレタンゴム弾性層２００μｍで総厚みが２８０μｍのものが用いられている。また、中間転写ベルト７０は、表面粗さ２．９μｍ、体積抵抗８．２×１０９Ω・ｃｍ、比誘電率４．０である。
【００５８】
この実施の形態においては、クリーニング動作時には、二次転写ローラ８１と中間転写ベルト７０との間のニップの当接圧力を通常印刷時の当接圧力より小さくする。これは、当接圧力を小さくすることで、クリーニングに最適な条件を設定できることと、中間転写ベルト７０の劣化を防止することができることに依る。
【００５９】
通常印刷時においては、二次転写ローラ８１と中間転写ベルト７０との間のニップの当接圧力は、０．３〜４ｋｇｆ／ｃｍと設定している。これは、０．３ｋｇｆ／ｃｍ以下では、弾性を有する中間転写ベルト７０が、紙の凹凸に対する変形に対応するように変形せず、転写性が低下するためであり、４ｋｇｆ／ｃｍ以上とすると、ローラの曲がりなどを誘発し当接圧力が軸方向に均一でなくなってしまうためである。一方、本発明のクリーニング動作時には、当接圧力を０．０５〜１ｋｇｆ／ｃｍと設定することが好ましい。これは、０．０５ｋｇｆ／ｃｍ以下では、ずりせん断力が弱くクリーニング効果が得られず、また１ｋｇｆ／ｃｍ以上ではずりせん断力が大きすぎて、弾性を有する中間転写ベルト７０の劣化が起こるからである。
【００６０】
二次転写ローラ８１と中間転写ベルト７０との間のニップの当接圧力を、通常印刷時とクリーニング動作時とで変更するための機構として、本実施の形態においては、二次転写ローラ８１が中間転写ベルト７０を押圧する圧力を変更する圧力変更機構が設けられる。
【００６１】
本発明の第２の実施の形態では、クリーニングの際の動作の概略は、まず、感光体２０から白べた印刷を行うことによりキャリア液を中間転写ベルト７０上に塗布する。次に、先の実施の形態と同様に、中間転写ベルト７０と二次転写ローラ８１との間に速度差をつけることで、中間転写ベルト７０に二次転写ローラ８１によるずりせん断力を加え、中間転写ベルト７０の微少な凹凸を変形させ、さらに二次転写ローラ８１側にバイアスを印加することで、中間転写ベルト７０の微少な凹部に入り込んでしまったトナー粒子を二次転写ローラ８１側に引き寄せてしまうことで、中間転写ベルト７０上をクリーニングする。このように、本発明の第２の実施の形態では、キャリア液塗布機構９０を特に設けることなく、本発明のクリーニング動作を行うことができるという効果を有する。
【００６２】
なお、中間転写ベルト７０と二次転写ローラ８１の速度の速度差は、５０〜６００ｍｍ／ｓの範囲が望ましい。これは、５０ｍｍ／ｓ以下ではずりせん断力が弱くクリーニング効果が得られず、６００ｍｍ／ｓ以上ではずりせん断力が大きすぎて、弾性中間転写体の劣化が起こるためである。
【００６３】
以上のようなクリーニング動作を行うために、各部がどのように動作するかを示すクリーニングシーケンス図を図６に示す。このシーケンス図では、クリーニング動作を画像印刷開始前の予備ランニングとして行うことを想定している。このように画像印刷開始前の予備ランニング中にクリーニング動作を行えば、続いて印刷を開始することで無駄にベルトをまわすことなくクリーニングが行うことができる。
【００６４】
以下、このクリーニングシーケンスについて説明する。まず、ベルト駆動ローラ８２、８５を回転させ始め、中間転写ベルト７０の駆動を始める。（図１１（ｅ）参照）このとき、同時に感光体２０の帯電を開始する。（図１１（ａ）参照）露光器は初期段階ではオフとなっているので、感光体２０には潜像は形成されない。（図１１（ｂ）参照）また、圧力変更機構により、二次転写ローラ８１を、中間転写ベルト７０に当接させる圧力は通常印刷時の１．５ｋｇｆ／ｃｍより低い０．２ｋｇｆ／ｃｍとする。（図１１（ｆ）参照）二次転写ローラ８１の速度は通常速度とする。（図１１（ｇ）参照）
次に、感光体２０帯電部の先端が現像ローラ５４とのニップに達するタイミングで現像バイアスが印加される。（図１１（ｃ）参照）感光体２０に潜像が全く形成されていないので、白べた印字となる。この結果、感光体２０から中間転写ベルト７０へとキャリア液が塗布されるような状態となる。この間、一次転写バイアスは印加しない。（図１１（ｄ）参照）
中間転写ベルト７０上の白べた印刷先端が二次転写ユニット８０に到達する直前に、二次転写ローラ８１の速度を通常の２倍速へと切り替える。（図１１（ｇ）参照）同時に二次転写ローラに−１０００Ｖを印加する。切り替え後、中間転写ベルト７０が一周分する時間経過したら、二次転写ローラ８１の速度を通常速度に戻して二次転写ローラ８１を、中間転写ベルト７０に当接させる圧力を通常印刷時の１．５ｋｇｆ／ｃｍにする。（図１１（ｆ）（ｇ）参照）
白べた印字を中間転写ベルト７０一周分行った後に、通常の画像形成動作を開始する。（図１１（ｂ）参照）感光体２０上に形成された画像先端が一次転写ユニットに到達する直前に、一次転写バイアスを印加する。（図１１（ｄ）参照）以降は通常の画像形成動作となる。
【００６５】
以上、画像印刷開始前の予備ランニング中にクリーニングシーケンスを実施する例につき説明したが、このようにクリーニングシーケンスを画像印刷開始前に行う他に、印刷動作を行っていない間にクリーニングシーケンスを行ったり、印刷動作終了時に続けてクリーニングシーケンスを行ったりするように構成しても構わない。
【００６６】
また、第１の実施の形態と同様に、二次転写ローラ８１の回転方向は図４のように通常と逆回転をさせても構わない。逆回転することで、大きなずりせん断力が得られやすくなり、また、二次転写ローラ８１側へ移動するキャリア液量よりも多くなるので、クリーニング効果が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置を構成する主要構成要素を示す図である。
【図２】現像ユニットの主要構成要素を示した断面図である。
【図３】本発明のキャリア液塗布機構９０の詳細構成を示す図である。
【図４】振動印加部材の一例として圧電セラミック素子を用いたときの構成を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置を構成する主要構成要素を示す図である。
【図６】クリーニング動作を行うために、各部がどのように動作するかを示すクリーニングシーケンス図である。
【図７】弾性を有する中間転写体の凹部にトナー粒子が入り込んでしまった様子を示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
１０・・・振動印加部材、１１・・・圧電セラミック素子、１２・・・ステンレス板、１３・・・ベースプレート、１４・・・振動部材保持部材
２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ・・・感光体
２１K・・・感光体ブレード、２２K・・・感光体クリーニング液回収部
３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ・・・コロナ帯電器
４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋ・・・露光ユニット光路
５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋ・・・現像ユニット
５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋ・・・トナー供給ローラ
５３Ｙ、５３Ｍ、５３Ｃ、５３Ｋ・・・現像トナー容器
５４Ｙ、５４Ｍ、５４Ｃ、５４Ｋ・・・現像ローラ
５２K・・・トナー規制ブレード、５５K・・・均しローラ、５６K・・・均しローラブレード、５７K・・・均しローラブレードクリーニング液回収部、５８K・・・現像ローラブレード、５９K・・・現像ローラクリーニング液回収部
６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋ・・・一次転写ユニット
６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋ・・・一次転写バックアップローラ
７０・・・中間転写ベルト
８０・・・二次転写ユニット、８１・・・二次転写ローラ、８２・・・ベルト駆動ローラ、８３・・・二次転写ローラブレード、８４・・・二次転写ローラクリーニング液回収部、８５・・・ベルト駆動ローラ、８６・・・ベルトクリーニングブレード、８７・・・ベルトクリーニング液回収部、８８・・・二次転写ローラブレード、８９・・・二次転写ローラクリーニング液回収部
９０・・・キャリア液塗布機構、９１・・・キャリア液塗布ローラ、９２・・・キャリア液塗布バックアップローラ、９３・・・キャリア液供給ローラ、９４・・・キャリア液供給ローラブレード、９５・・・キャリア液貯蔵部
１０１・・・中間転写ベルト（中間転写体）表面、１０２・・・トナー粒子、１０３・・・キャリア液
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンオイル、鉱物油又は食用油等からなるキャリア液にトナーを分散させた液体トナーにより感光体上に形成された静電潜像を現像する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリコンオイル、鉱物油又は食用油等からなるキャリア液にトナーを分散させた高粘度の液体トナーを用いた液体現像方式の電子写真装置が知られている。乾式のトナー粒子の粒径が５〜１０μｍであるのに対して、このような液体現像方式の電子写真で用いるトナー粒子の粒径は、０．１〜３μｍと小さく、弾性を有する中間転写体を用いるような場合は、その凹部に入り込んでしまうことがある。液体現像方式の電子写真装置では、このように凹部に入り込んでしまったトナー粒子をクリーニングすることが一つの技術的な課題として挙げられる。図７に、弾性を有する中間転写体表面１０１の微少な凹部に、キャリア液１０３と共に、粒径の小さなトナー粒子１０２が入り込んでしまった様子が示されている。
【０００３】
このような技術的課題を解決するための手段として特許文献１（特開２００１−１０９３４６号公報）には、キャリア液にトナーが分散されてなる液体現像剤により現像された顕像を担持する像担持体と、該像担持体上の顕像が被転写体に転写された後の像担持体表面から残留液体現像剤を除去して該表面をクリーニングするクリーニング部材とを備えた湿式画像形成装置において、上記クリーニング部材を、上記像担持体表面の上記残留液体現像剤中のトナーに対して、該表面と該トナーとの付着力より大きい付着力を有する部材で構成し、該クリーニング部材を、該トナーが付着した該表面と接触するように配置したことを特徴とする湿式画像形成装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−１０９３４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載されているような湿式画像形成装置においては、クリーニング部材とトナーとの付着力をより大きくするために、クリーニング部材に粘着剤を塗布しているが、このような粘着剤が像担持体表面側に移動してしまい、この粘着剤が像担持体表面上でトナー粒子を吸着してしまい、画質劣化の原因となることがある。
【０００５】
そこで、粘着剤を用いないクリーニング部材として、ゴム製（例えばウレタンゴム）のブレード等を用いることも考えられるが、特許文献１の公知例にもあるように像担持体表面の凹部に入り込んでしまったトナーは、ゴム製ブレードを単に像担持体表面に押し当てただけでは、回収が非常に困難である。そして、回収されずに像担持体表面に残留したトナー粒子は、像担持体に徐々に蓄積していき、部分的な転写不良を引き越し、画質悪化の原因となる。特に用紙への転写性を良好とするために、像担持体として、低硬度の弾性層を設けた転写ベルトを用いる場合では、その表面をトナーの粒径に対して十分に平滑に保つことが難しいため、この課題が顕著である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためのもので、請求項１に係る発明は、キャリア液にトナーを分散した液体トナーにより感光体上に形成された静電潜像を現像する現像手段と、該感光体上に現像された像を中間転写媒体に転写する一次転写手段と、該中間転写媒体に転写された像を記録媒体に転写する二次転写手段と、該記録媒体に転写された像を加熱加圧し該記録媒体上に定着する定着手段と、を有し、該二次転写手段を、該中間転写媒体と対向して該記録媒体を押圧する二次転写ローラとから構成した画像形成装置において、該中間転写媒体にキャリア液を塗布するキャリア液塗布機構と、該中間転写媒体から該二次転写ローラへトナーを移動させるバイアスを印加する手段と、該中間転写媒体と該二次転写ローラとを速度差をつけて回転させる手段と、を設けたことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、該二次転写ローラは、該中間転写媒体を押圧する圧力を変更することができる圧力変更機構が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に係る発明は、請求項２に記載の画像形成装置において、クリーニング動作時に、該圧力変更機構によって、該中間転写媒体を押圧する圧力を低くすることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置において、該感光体を該キャリア液塗布機構として利用することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項５に係る発明は、請求項４に記載の画像形成装置において、該圧力変更機構を動作させるのは、印刷開始前の予備ランニング中であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の請求項１に係る発明によれば、キャリア液塗布機構により中間転写媒体上にキャリア液を塗布し、中間転写媒体と二次転写ローラとの間の速度差でずりせん断力を付与することで、中間転写媒体の表面の凹凸が押し広げられ、トナー粒子などが押し出される。さらに二次転写ローラ側にバイアスを印加することで、中間転写媒体上のトナー粒子を二次転写ローラ側に引き寄せてしまうことで、中間転写媒体をクリーニングすることができる。
【００１２】
また、本発明の請求項２に係る発明によれば、圧力変更機構が設けられているので、クリーニングに適した圧力条件を設定することができる。
【００１３】
また、本発明の請求項３に係る発明によれば、クリーニング動作時に、中間転写媒体を押圧する圧力を低く設定されているので、中間転写媒体の劣化を防止することができる。
【００１４】
また、本発明の請求項４に係る発明によれば、感光体を該キャリア液塗布機構として利用するので、キャリア液を塗布するための機構を別に設ける必要がない。
【００１５】
また、本発明の請求項５に係る発明によれば、印刷開始前の予備ランニング中にクリーニング動作が行えるので、クリーニング動作に続いて印刷を開始することで無駄にベルトを回す必要がなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の第１の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置を構成する主要構成要素を示した図である。現像ユニット５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋは、画像形成装置の下部に配置されており、中間転写ベルト７０、二次転写ユニット８０は、画像形成装置の上部に配置されている。
【００１７】
中間転写ベルト７０は、ベルト駆動ローラ８２、８５に張架されたエンドレスのベルトであり、感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋと当接しながら回転駆動される。中間転写ベルト７０、一次転写バックアップローラ６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋ及び感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋとで構成された一次転写ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋにより、中間転写ベルト７０上に４色の液体トナーが順次重ねて転写され、フルカラー液体トナー像が形成される。
【００１８】
二次転写ユニット８０は、二次転写ローラ８１、ベルト駆動ローラ８２、二次転写ローラブレード８３、二次転写ローラクリーニング液回収部８４から成っており、中間転写ベルト７０上に形成された単色液体トナー像やフルカラー液体トナー像を用紙、フィルム、布等の媒体に転写するための装置である。
【００１９】
本発明においては、二次転写ユニット８０上流側にキャリア液塗布機構９０が設けられており、これにより中間転写ベルト７０上にキャリア液を塗布できるようなっている。
【００２０】
不図示の定着ユニットは、用紙等の媒体上に転写された単色液体トナー像やフルカラー液体トナー像を用紙等の媒体に融着させて永久像とするための装置である。
【００２１】
二次転写後の中間転写ベルト７０上に残留したキャリア液、トナー粒子をクリーニングするために、ベルトクリーニングブレード８６がベルト駆動ローラ８５に巻きかけられた中間転写ベルト７０上に当接している。ベルトクリーニング液回収部８７は、ベルトクリーニングブレード８６が掻き落としたキャリア液、トナー粒子を回収するための機構である。
【００２２】
現像ユニット５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋは、それぞれ、イエロー（Ｙ）液体トナー、マゼンタ（Ｍ）液体トナー、シアン（Ｃ）液体トナー、ブラック（Ｋ）液体トナーで潜像を現像する機能を有している。イエロー（Ｙ）液体トナー、マゼンタ（Ｍ）液体トナー、シアン（Ｃ）液体トナー、ブラック（Ｋ）の各液体トナーは、キャリア液に各色のトナーを分散させたものが用いられる。
【００２３】
現像ユニット５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋは、概略、各液体トナーを貯蔵する現像トナー容器５３Ｙ、５３Ｍ、５３Ｃ、５３Ｋ、これら現像トナー容器から各色液体トナーを現像ローラ５４Ｙ、５４Ｍ、５４Ｃ、５４Ｋに供給するトナー供給ローラ５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋ、感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋを帯電する帯電器３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ、帯電された感光体に静電潜像を形成する不図示の露光ユニット（露光ユニットの光路は、４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋ）から成る。
【００２４】
現像ユニット５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋの構成は同様であるので、以下、現像ユニット５０Kについて説明する。
【００２５】
図１に示すように、感光体２０Kの回転方向に沿って、主に帯電ユニット３０K、露光ユニット、一次転写ユニット６０Kが配されている。感光体２０Kは、円筒状の基材とその外周面に形成された感光層を有し、中心軸を中心に回転可能であり、本実施の形態においては、時計回りに回転する。
【００２６】
帯電ユニット３０Kは、感光体２０Kを帯電するための装置である。不図示の露光ユニットからは、光路４０Kでレーザを照射することによって帯電された感光体２０K上に潜像を形成する。露光ユニットは、半導体レーザ、ポリゴンミラー、Ｆ−θレンズ等を有しており、入力された画像信号に基づいて、変調されたレーザを帯電された感光体２０K上に照射する。
【００２７】
現像ユニット５０Kは、感光体２０K上に形成された潜像を、ブラック（K）液体トナーを用いて現像するための装置である。現像ユニット５０Kの詳細については後述する。
【００２８】
一次転写ユニット６０Kは、感光体２０Kに形成されたブラック液体トナー像を中間転写ベルト７０に転写するための装置である。
【００２９】
図２は、現像ユニット５０Ｋの主要構成要素を示した断面図である。図２において、現像トナー容器５３Ｋは、感光体２０Ｋに形成された潜像を現像するための、トナー及びキャリア液からなる液体トナーを収容する。現像トナー容器５３Ｋに収容されている液体トナーは、従来一般的に使用されている、Ｉｓｏｐａｒ（商標：エクソン）をキャリアとした低濃度（１〜２ｗｔ％程度）かつ低粘度の、常温で揮発性を有する揮発性液体トナーではなく、高濃度かつ高粘度の、常温で不揮発性を有する不揮発性液体トナーである。すなわち、本実施の形態に係る液体トナーは、熱可塑性樹脂中へ顔料等の着色剤を分散させた平均粒径１．３μｍの固形子を、有機溶媒、シリコンオイル、鉱物油又は食用油等の液体溶媒中へ分散剤とともに添加し、トナー固形分濃度を約２５％とした高粘度（３０〜１００００ｍＰａ・ｓ程度）の液体トナーである。
【００３０】
現像トナー容器５３Ｋからは、トナー供給ローラ５１Ｋにより、現像ローラ５４Ｋへと液体トナーが供給される。トナー供給ローラ５１Ｋは、円筒状の部材であり、図２の示すように時計回りに回転し、表面に微細且つ一様に螺旋状の溝を形成したアニロックローラである。溝の寸法は、溝ピッチが約１３０μｍ、溝深さが約３０μｍである。
【００３１】
トナー規制ブレード５２Kは、トナー供給ローラ５１Ｋの表面に当接するウレタンゴム等からなるゴム部と、該ゴム部を支持する金属等の板で構成され、トナー供給ローラ５１Ｋに残存する液体トナーを掻き落として除去する。
【００３２】
現像ローラ５４Ｋは、幅約３２０ｍｍの円筒状の部材であり、中心軸を中心に図２に示すように反時計回りに回転する。該現像ローラ５４Ｋは鉄等金属製の内芯の外周部に、導電性ウレタンゴム等の弾性体と樹脂層やゴム層を備えたものである。現像ローラ５４Ｋには、現像ローラブレード５８K、及び現像ローラクリーニング液回収部５９Kが設けられている。この現像ローラブレード５８Kは現像ローラ５４Ｋの表面に当接するゴム等で構成され、現像ローラ５４Ｋに残存する液体トナーを掻き落として除去するためのものである。現像ローラクリーニング液回収部５９Kは現像ローラブレード５８Kが掻き落とした液体トナーを貯留するタンク等の容器である。
【００３３】
均しローラ５５Kは、円筒状の部材であり、中心軸を中心に回転し、金属ローラの表層に導電性の樹脂層やゴム層を備えた構造をしており、その回転方向は、図２に示すように、現像ローラ５４Ｋと反対方向の時計回りである。均しローラは、現像ローラ５４Ｋ表面の帯電バイアスを増加させる手段を有する。均しローラブレード５６Kは均しローラ５５Kの表面に当接するゴム等で構成され、均しローラ５５Kに残存する液体トナーを掻き落として除去するためのものである。均しローラクリーニング液回収部５７Kは均しローラブレード５６Kが掻き落とした液体トナーを貯留するタンク等の容器である。
【００３４】
感光体２０Ｋは、現像ローラ５４Ｋの幅約３２０ｍｍより広く、外周面に感光層が形成された円筒状の部材であり、中心軸を中心に図２に示すように時計回りで回転する。該感光体２０Ｋの感光層は、有機感光体又はアモルファスシリコン感光体等で構成される。
【００３５】
感光体２０Ｋの周囲には、感光体ブレード２１K、感光体クリーニング液回収部２２Kが配されている。感光体ブレード２１Kは、感光体２０Ｋの表面に当接され、ゴム製で、感光体２０Ｋに残存する液体トナーを掻き落として除去する。感光体クリーニング液回収部２２Kは、感光体ブレード２１Kが掻き落とした液体トナーを貯留するタンク等の容器である。
【００３６】
帯電器３０Ｋは、感光体２０Ｋと現像ローラ５４Ｋとのニップ部上流に設けられている。帯電器３０Ｋは、図示しない電源装置から液体トナー帯電極性と同極性のバイアスを印可され、感光体２０Ｋを帯電させる、このように帯電された感光体２０Ｋ上には、不図示の露光ユニットから、レーザ光が照射されることによって、潜像が形成される。形成された潜像は、現像ローラ５４Ｋにより現像され、一次転写ユニット６０Ｋにおいて、中間転写ベルト７０へと転写される。
【００３７】
次に本発明の画像形成装置の動作について説明する。引き続き、現像ユニットに関しては、４つの現像ユニットのうち現像ユニット５０Ｋを例にとり説明する。
【００３８】
現像トナー容器５３Ｋ中の液体トナーは、トナー固形分濃度２５%で、トナー粒子は平均粒径１．３μｍでプラスの電荷を有する。この液体トナーは、トナー供給ローラ５１Ｋが回転することによって、現像トナー容器５３Ｋから汲み上げられる。トナー規制ブレード５２Kは、トナー供給ローラ５１Ｋの表面に当接し、トナー供給ローラ５１Ｋの表面に形成された溝内の現像液を残しその他の余分な現像液を掻き取って、現像ローラ５４Ｋに供給する液体トナー量を規制する。このような規制によって、現像ローラ５４Ｋへ塗布される液体トナーの膜厚が約６μｍとなるように定量化される。トナー規制ブレード５２Kに掻き取られた液体トナーは重力によって現像トナー容器５３Ｋに落下し戻される。トナー規制ブレード５２Kに掻き取られなかった液体トナーは、トナー供給ローラ５１Ｋの表面の凹凸の溝内に収容されており、現像ローラ５４Ｋに圧接することで、現像ローラ５４Ｋの表面に塗布される。
【００３９】
トナー供給ローラ５１Ｋによって液体トナーを塗布された現像ローラ５４Ｋは、トナー供給ローラ５１Ｋとのニップ部下流で均しローラ５５Kに当接する。現像ローラ５４Ｋには約＋４００Ｖのバイアスが印可されており、均しローラ５５Kには、現像ローラ８より高く、液体トナーの帯電極性と同極性のバイアスが印可される。本実施形態では、均しローラ５５Kには、約＋６００Ｖのバイアスが印可されている。このため現像ローラ５４Ｋ上の液体トナー中のトナー粒子は均しローラ５５Kとのニップを通過する際に、現像ローラ５４Ｋ側へ移動する。これによりトナー粒子同士が緩やかに結合され膜化された状態となり、感光体での現像の際、トナー粒子は、現像ローラ５４Ｋから感光体２０Ｋへの移動がすばやくなり、画像濃度が向上する。
【００４０】
感光体２０Ｋはアモルファスシリコン製であり、現像ローラ５４Ｋとのニップ部上流でコロナ帯電器３０Ｋのワイヤに約＋５．５ｋＶを印可することにより表面を約＋６００Ｖに帯電させられた後、露光ユニットにより画像部の電位が＋２５Ｖとなるように潜像が形成される。現像ローラ５４Ｋと感光体２０Ｋとの間に形成される現像ニップ部では、現像ローラ５４Ｋに印加されているバイアス＋４００Ｖと感光体２０Ｋ上の潜像（画像部＋２５Ｖ、非画像部＋６００Ｖ）で形成される電界に従い、選択的にトナー粒子が感光体２０Ｋ上の画像部へと移動する。これにより、感光体２０Ｋ上に画像が形成される。キャリア液は電界の影響を受けないため、現像ローラ５４Ｋと感光体２０Ｋとの現像ニップ部出口で分離して、現像ローラ５４Ｋと感光体２０Ｋとの両方に付着する。
【００４１】
現像ニップ部を通過した感光体２０Ｋは、中間転写ベルト７０とのニップ部を通過し、一次転写が行われる。一次転写バックアップローラ６１Ｋには、トナー粒子の帯電特性と逆極性の約−２００Ｖが印可されており、感光体２０Ｋ上のトナーは中間転写ベルト７０に一次転写され、感光体２０Ｋにはキャリア液のみが残る。感光体２０Ｋ上に残ったキャリア液は、一次転写部下流の感光体ブレード２１Kにより掻き取られ、感光体クリーニング液回収部２２Kで回収される。
【００４２】
一次転写が行われた後の中間転写ベルト７０は次に二次転写ユニット８０へと進み、中間転写ベルト７０と二次転写ローラ８１のニップ部に進入する。二次転写ユニット８０において、二次転写ローラ８１には−１０００Ｖが、また、ベルト駆動ローラ８２は０Ｖに保たれるようにアースに接続されており、これにより中間転写ベルト７０上のトナー粒子の層は用紙等の媒体に転写される。
【００４３】
用紙等の媒体に転写されたトナー画像は、次に不図示の定着ユニットにおいて、媒体上に転写された単色液体トナー像やフルカラー液体トナー像を融着にさせて永久像とする。
（クリーニング動作１）
次に、本発明の第１の実施の形態におけるクリーニング動作について説明する。
【００４４】
発明が解決しようとする課題の欄にも記載したとおり、弾性を有する中間転写ベルト７０を用いる場合は、トナー粒子が中間転写ベルト７０の微少な凹部に入り込んでしまうことがある。このことを解決するために、本実施の形態においては、まずキャリア液塗布機構９０により、キャリア液を中間転写ベルト７０上に塗布する。
【００４５】
なお、中間転写ベルト７０は、８０μｍのポリイミド基材の上にウレタンゴム弾性層２００μｍで総厚みが２８０μｍのものが用いられている。また、中間転写ベルト７０は、表面粗さ２．９μｍ、体積抵抗８．２×１０９Ω・ｃｍ、比誘電率４．０である。
【００４６】
図３は、本発明の第１の実施の形態に係るキャリア液塗布機構９０の詳細構成を示す図である。図示のように、二次転写ローラ８１の上流にキャリア液塗布機構９０が配置されており、このキャリア液塗布機構９０は、中間転写ベルト７０に当接してキャリア液を塗布するキャリア液塗布ローラ９１及びキャリア液塗布バックアップローラ９２及びキャリア液を溜めておくキャリア液貯蔵部９６、キャリア液貯蔵部９６からキャリア液塗布ローラ９１にキャリア液を供給するキャリア液供給ローラ９３、中間転写ベルト７０へのキャリア液塗布量を調節するキャリア液供給ローラブレード９４からなる。
【００４７】
通常状態では、キャリア液塗布ローラ９１は、中間転写ベルト７０から離間させているが、中間転写ベルト７０のクリーニングを行う際に中間転写ベルト７０に当接させてキャリア液を塗布する。中間転写ベルト７０へのキャリア液の塗布量は、キャリア液の厚さで２μｍ〜２０μｍ程度とする。これは、２μｍ以下のキャリア液量では、キャリア液の量が少なすぎて、ベルトに付着した汚れが拡散しにくく、また、２０μｍ以上のキャリア液量では、キャリア液中への汚れの拡散効果は上がらず、キャリア液の無駄遣いとなってしまうことに依る。本実施の形態では、中間転写ベルト７０へのキャリア液の塗布量は、キャリア液の厚さで５μｍとした。
【００４８】
本発明では、キャリア液塗布機構９０により中間転写ベルト７０上をキャリア液リッチとしておき、二次転写ローラ８１によるずりせん断力を加え、中間転写ベルト７０の微少な凹凸を変形させ、さらに二次転写ローラ８１側にバイアスを印加することで、中間転写ベルト７０の微少な凹部に入り込んでしまったトナー粒子を二次転写ローラ８１側に引き寄せてしまうことで、中間転写ベルト７０上をクリーニングする。より詳しくは、以下のように各部を動作させる。
【００４９】
通常の画像形成装置の動作時においては、二次転写ローラ８１は中間転写ベルト７０と等速で連れ周りするようにしている。また、二次転写ローラ８１と中間転写ベルト７０との間のニップの当接圧力は０．８ｋｇｆ／ｃｍに設定している。
【００５０】
一方、クリーニング動作時においては、キャリア液が塗布された中間転写ベルト７０が、二次転写ユニット８０に到達する前に、二次転写ローラ８１の速度を通常の速度から、１．５倍速へと変更して駆動させる。このとき、二次転写ローラ８１の回転方向および当接圧力は通常印刷時と同じように設定する。また、同時に、二次転写ローラ８１に−１０００Ｖを印加する。
【００５１】
なお、中間転写ベルト７０と二次転写ローラ８１の速度の速度差は、５０〜６００ｍｍ／ｓの範囲が望ましい。これは、５０ｍｍ／ｓ以下ではずりせん断力が弱くクリーニング効果が得られず、６００ｍｍ／ｓ以上ではずりせん断力が大きすぎて、弾性中間転写体の劣化が起こるためである。
【００５２】
このようにすることで、中間転写ベルト７０に付着したトナー粒子は、二次転写部のニップでの、二次転写ローラ８１によるずりせん断で中間転写ベルト７０表面の凹凸が変形されることで凹部から剥ぎ取られ、さらに二次転写ローラ８１側へ移動する。また、二次転写ローラ８１の方が中間転写ベルト７０よりも速く回ることで、中間転写ベルト７０側に付着するキャリア液量と二次転写ローラ８１側に付着するキャリア液量とでは、後者の方が多くなり、よりクリーニング効果が上がる。
【００５３】
二次転写ローラ８１側で回収されたキャリア液とトナー粒子は、二次転写ローラブレード８３で掻き落とされ、二次転写ローラクリーニング液回収部８４に回収される。
【００５４】
このようなクリーニング動作は、画像形成に影響しない任意のタイミングで行うことができる。
【００５５】
また、キャリア液塗布機構９０によるキャリア液の塗布時間は任意に設定できるが、中間転写ベルト７０一周分を一度のクリーニング動作で行うことが好ましい。これは、中間転写ベルト７０上に未クリーニング部分ができてしまうことにより、クリーニング部分との差が紙上の画像に現れることを防止するためである。
【００５６】
図４に変形例として、二次転写ローラ８１の回転を通常の印刷動作時とは反対の方向で回転させる場合を図示する。二次転写ローラ８１の回転を、このように逆回転することで、大きなずりせん断力が得られやすくなり、また、二次転写ローラ８１側へ移動するキャリア液量もより多くなるので、クリーニング効果が高くなる。この変形例においては、二次転写ローラブレード８８は、二次転写ローラクリーニング液回収部８９は、二次転写ローラ８１下方に設けられている。
（クリーニング動作２）
次に、本発明の第２の実施の形態におけるクリーニング動作を図５を参照しつ説明する。図５は、本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置を構成する主要構成要素を示す図である。この実施の形態では、感光体２０からキャリア液を中間転写ベルト７０上に塗布する構成とすることにより、キャリア液塗布機構９０を設けることを省略する。このとき、キャリア液を供給するための感光体２０は、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋのどの感光体を用いても構わないので、特に限定するような表記を避ける。このように第２の実施の形態では、感光体をキャリア液塗布機構として利用するので、キャリア液を塗布するための機構を別に設ける必要がない。
【００５７】
なお、中間転写ベルト７０は、８０μｍのポリイミド基材の上にウレタンゴム弾性層２００μｍで総厚みが２８０μｍのものが用いられている。また、中間転写ベルト７０は、表面粗さ２．９μｍ、体積抵抗８．２×１０９Ω・ｃｍ、比誘電率４．０である。
【００５８】
この実施の形態においては、クリーニング動作時には、二次転写ローラ８１と中間転写ベルト７０との間のニップの当接圧力を通常印刷時の当接圧力より小さくする。これは、当接圧力を小さくすることで、クリーニングに最適な条件を設定できることと、中間転写ベルト７０の劣化を防止することができることに依る。
【００５９】
通常印刷時においては、二次転写ローラ８１と中間転写ベルト７０との間のニップの当接圧力は、０．３〜４ｋｇｆ／ｃｍと設定している。これは、０．３ｋｇｆ／ｃｍ以下では、弾性を有する中間転写ベルト７０が、紙の凹凸に対する変形に対応するように変形せず、転写性が低下するためであり、４ｋｇｆ／ｃｍ以上とすると、ローラの曲がりなどを誘発し当接圧力が軸方向に均一でなくなってしまうためである。一方、本発明のクリーニング動作時には、当接圧力を０．０５〜１ｋｇｆ／ｃｍと設定することが好ましい。これは、０．０５ｋｇｆ／ｃｍ以下では、ずりせん断力が弱くクリーニング効果が得られず、また１ｋｇｆ／ｃｍ以上ではずりせん断力が大きすぎて、弾性を有する中間転写ベルト７０の劣化が起こるからである。
【００６０】
二次転写ローラ８１と中間転写ベルト７０との間のニップの当接圧力を、通常印刷時とクリーニング動作時とで変更するための機構として、本実施の形態においては、二次転写ローラ８１が中間転写ベルト７０を押圧する圧力を変更する圧力変更機構が設けられる。
【００６１】
本発明の第２の実施の形態では、クリーニングの際の動作の概略は、まず、感光体２０から白べた印刷を行うことによりキャリア液を中間転写ベルト７０上に塗布する。次に、先の実施の形態と同様に、中間転写ベルト７０と二次転写ローラ８１との間に速度差をつけることで、中間転写ベルト７０に二次転写ローラ８１によるずりせん断力を加え、中間転写ベルト７０の微少な凹凸を変形させ、さらに二次転写ローラ８１側にバイアスを印加することで、中間転写ベルト７０の微少な凹部に入り込んでしまったトナー粒子を二次転写ローラ８１側に引き寄せてしまうことで、中間転写ベルト７０上をクリーニングする。このように、本発明の第２の実施の形態では、キャリア液塗布機構９０を特に設けることなく、本発明のクリーニング動作を行うことができるという効果を有する。
【００６２】
なお、中間転写ベルト７０と二次転写ローラ８１の速度の速度差は、５０〜６００ｍｍ／ｓの範囲が望ましい。これは、５０ｍｍ／ｓ以下ではずりせん断力が弱くクリーニング効果が得られず、６００ｍｍ／ｓ以上ではずりせん断力が大きすぎて、弾性中間転写体の劣化が起こるためである。
【００６３】
以上のようなクリーニング動作を行うために、各部がどのように動作するかを示すクリーニングシーケンス図を図６に示す。このシーケンス図では、クリーニング動作を画像印刷開始前の予備ランニングとして行うことを想定している。このように画像印刷開始前の予備ランニング中にクリーニング動作を行えば、続いて印刷を開始することで無駄にベルトをまわすことなくクリーニングが行うことができる。
【００６４】
以下、このクリーニングシーケンスについて説明する。まず、ベルト駆動ローラ８２、８５を回転させ始め、中間転写ベルト７０の駆動を始める。（図１１（ｅ）参照）このとき、同時に感光体２０の帯電を開始する。（図１１（ａ）参照）露光器は初期段階ではオフとなっているので、感光体２０には潜像は形成されない。（図１１（ｂ）参照）また、圧力変更機構により、二次転写ローラ８１を、中間転写ベルト７０に当接させる圧力は通常印刷時の１．５ｋｇｆ／ｃｍより低い０．２ｋｇｆ／ｃｍとする。（図１１（ｆ）参照）二次転写ローラ８１の速度は通常速度とする。（図１１（ｇ）参照）
次に、感光体２０帯電部の先端が現像ローラ５４とのニップに達するタイミングで現像バイアスが印加される。（図１１（ｃ）参照）感光体２０に潜像が全く形成されていないので、白べた印字となる。この結果、感光体２０から中間転写ベルト７０へとキャリア液が塗布されるような状態となる。この間、一次転写バイアスは印加しない。（図１１（ｄ）参照）
中間転写ベルト７０上の白べた印刷先端が二次転写ユニット８０に到達する直前に、二次転写ローラ８１の速度を通常の２倍速へと切り替える。（図１１（ｇ）参照）同時に二次転写ローラに−１０００Ｖを印加する。切り替え後、中間転写ベルト７０が一周分する時間経過したら、二次転写ローラ８１の速度を通常速度に戻して二次転写ローラ８１を、中間転写ベルト７０に当接させる圧力を通常印刷時の１．５ｋｇｆ／ｃｍにする。（図１１（ｆ）（ｇ）参照）
白べた印字を中間転写ベルト７０一周分行った後に、通常の画像形成動作を開始する。（図１１（ｂ）参照）感光体２０上に形成された画像先端が一次転写ユニットに到達する直前に、一次転写バイアスを印加する。（図１１（ｄ）参照）以降は通常の画像形成動作となる。
【００６５】
以上、画像印刷開始前の予備ランニング中にクリーニングシーケンスを実施する例につき説明したが、このようにクリーニングシーケンスを画像印刷開始前に行う他に、印刷動作を行っていない間にクリーニングシーケンスを行ったり、印刷動作終了時に続けてクリーニングシーケンスを行ったりするように構成しても構わない。
【００６６】
また、第１の実施の形態と同様に、二次転写ローラ８１の回転方向は図４のように通常と逆回転をさせても構わない。逆回転することで、大きなずりせん断力が得られやすくなり、また、二次転写ローラ８１側へ移動するキャリア液量よりも多くなるので、クリーニング効果が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置を構成する主要構成要素を示す図である。
【図２】現像ユニットの主要構成要素を示した断面図である。
【図３】本発明のキャリア液塗布機構９０の詳細構成を示す図である。
【図４】振動印加部材の一例として圧電セラミック素子を用いたときの構成を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置を構成する主要構成要素を示す図である。
【図６】クリーニング動作を行うために、各部がどのように動作するかを示すクリーニングシーケンス図である。
【図７】弾性を有する中間転写体の凹部にトナー粒子が入り込んでしまった様子を示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
１０・・・振動印加部材、１１・・・圧電セラミック素子、１２・・・ステンレス板、１３・・・ベースプレート、１４・・・振動部材保持部材
２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ・・・感光体
２１K・・・感光体ブレード、２２K・・・感光体クリーニング液回収部
３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ・・・コロナ帯電器
４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋ・・・露光ユニット光路
５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋ・・・現像ユニット
５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋ・・・トナー供給ローラ
５３Ｙ、５３Ｍ、５３Ｃ、５３Ｋ・・・現像トナー容器
５４Ｙ、５４Ｍ、５４Ｃ、５４Ｋ・・・現像ローラ
５２K・・・トナー規制ブレード、５５K・・・均しローラ、５６K・・・均しローラブレード、５７K・・・均しローラブレードクリーニング液回収部、５８K・・・現像ローラブレード、５９K・・・現像ローラクリーニング液回収部
６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋ・・・一次転写ユニット
６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋ・・・一次転写バックアップローラ
７０・・・中間転写ベルト
８０・・・二次転写ユニット、８１・・・二次転写ローラ、８２・・・ベルト駆動ローラ、８３・・・二次転写ローラブレード、８４・・・二次転写ローラクリーニング液回収部、８５・・・ベルト駆動ローラ、８６・・・ベルトクリーニングブレード、８７・・・ベルトクリーニング液回収部、８８・・・二次転写ローラブレード、８９・・・二次転写ローラクリーニング液回収部
９０・・・キャリア液塗布機構、９１・・・キャリア液塗布ローラ、９２・・・キャリア液塗布バックアップローラ、９３・・・キャリア液供給ローラ、９４・・・キャリア液供給ローラブレード、９５・・・キャリア液貯蔵部
１０１・・・中間転写ベルト（中間転写体）表面、１０２・・・トナー粒子、１０３・・・キャリア液
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリア液にトナーを分散した液体トナーにより感光体上に形成された静電潜像を現像する現像手段と、
該感光体上に現像された像を中間転写媒体に転写する一次転写手段と、
該中間転写媒体に転写された像を記録媒体に転写する二次転写手段と、
該記録媒体に転写された像を加熱加圧し該記録媒体上に定着する定着手段と、を有し、
該二次転写手段を、該中間転写媒体と対向して該記録媒体を押圧する二次転写ローラとから構成した画像形成装置において、
該中間転写媒体にキャリア液を塗布するキャリア液塗布機構と、
該中間転写媒体から該二次転写ローラへトナーを移動させるバイアスを印加する手段と、
該中間転写媒体と該二次転写ローラとを速度差をつけて回転させる手段と、
を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
該二次転写ローラは、該中間転写媒体を押圧する圧力を変更することができる圧力変更機構が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
クリーニング動作時に、該圧力変更機構によって、該中間転写媒体を押圧する圧力を低くすることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
該感光体を該キャリア液塗布機構として利用することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
該圧力変更機構を動作させるのは、印刷開始前の予備ランニング中であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項１】
キャリア液にトナーを分散した液体トナーにより感光体上に形成された静電潜像を現像する現像手段と、
該感光体上に現像された像を中間転写媒体に転写する一次転写手段と、
該中間転写媒体に転写された像を記録媒体に転写する二次転写手段と、
該記録媒体に転写された像を加熱加圧し該記録媒体上に定着する定着手段と、を有し、
該二次転写手段を、該中間転写媒体と対向して該記録媒体を押圧する二次転写ローラとから構成した画像形成装置において、
該中間転写媒体にキャリア液を塗布するキャリア液塗布機構と、
該中間転写媒体から該二次転写ローラへトナーを移動させるバイアスを印加する手段と、
該中間転写媒体と該二次転写ローラとを速度差をつけて回転させる手段と、
を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
該二次転写ローラは、該中間転写媒体を押圧する圧力を変更することができる圧力変更機構が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
クリーニング動作時に、該圧力変更機構によって、該中間転写媒体を押圧する圧力を低くすることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
該感光体を該キャリア液塗布機構として利用することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
該圧力変更機構を動作させるのは、印刷開始前の予備ランニング中であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−１０８２００（Ｐ２００７−１０８２００Ａ）
【公開日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２９５９０１（Ｐ２００５−２９５９０１）
【出願日】平成１７年１０月１１日（２００５．１０．１１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月１１日（２００５．１０．１１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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